二十碳五烯酸通过p38 MAPK/NF-κB介导的糖酵解重编程调节，减轻高氧诱导的肺损伤

《International Immunopharmacology》：Eicosapentaenoic acid attenuates hyperoxia-induced lung injury via p38 MAPK/NF-κB-mediated regulation of glycolytic reprogramming

EPA通过抑制p38 MAPK/NF-κB信号通路减轻高氧诱导肺损伤，改善氧化应激、炎症反应及代谢重编程。

　　本研究探讨了二十碳五烯酸（EPA）在减轻高氧诱导肺损伤（HLI）中的治疗潜力及其作用机制。EPA是一种来源于海洋的多不饱和脂肪酸，具有抗炎、抗氧化和免疫调节等多种生物活性。尽管EPA在慢性阻塞性肺疾病（COPD）和支气管哮喘等实验模型中显示出肺保护作用，但其对HLI的具体影响尚未被充分研究。因此，本研究通过建立细胞和动物模型，结合网络药理学分析，系统地评估了EPA对HLI的干预效果，并揭示了其可能的作用机制。

在临床实践中，高浓度氧气疗法（FiO? > 60%）常用于维持患者的充分氧合，尤其是在重症监护病房和术前术后管理中。然而，长期使用高浓度氧气可能导致HLI，这是一种严重的并发症，其特征包括肺泡-毛细血管屏障破坏、炎症浸润、肺水肿以及纤维化倾向。在某些情况下，HLI可能进一步发展为急性呼吸窘迫综合征（ARDS），这对患者的预后产生严重影响。流行病学研究表明，接受高氧治疗的ARDS患者中，有30%至50%会经历不同程度的肺损伤。此外，术中高氧通气也可能增加术后肺部并发症的风险。随着氧气疗法的广泛应用，HLI的临床负担日益加重，现有的治疗手段，如肺保护性通气策略、维持呼气末正压和使用抗氧化剂与糖皮质激素等，尽管在一定程度上能够缓解症状，但其疗效仍不尽如人意，提示需要探索更为有效的治疗策略。

在HLI的发病机制中，肺泡Ⅱ型上皮细胞（AEC2s）被认为是关键的靶点。AEC2s具有分泌、再生和免疫调节三大主要功能，能够增殖并分化为肺泡Ⅰ型上皮细胞，从而维持肺泡的基本结构。已有研究表明，高氧环境导致的AEC2s损伤是HLI发生和发展的重要病理基础。因此，探索针对AEC2s的保护措施，对于预防和治疗HLI具有重要意义。BEAS-2B细胞和MLE-12细胞作为AEC2s的实验模型，被广泛用于研究HLI的分子机制。这些细胞模型为理解HLI的病理生理过程提供了可靠的平台。

近年来，越来越多的研究关注高氧对肺组织的损伤机制，发现其不仅通过氧化应激和炎症反应导致肺损伤，还可能影响细胞代谢的稳态，即所谓的代谢重编程。代谢重编程涉及葡萄糖、脂质和氨基酸等代谢途径的改变，可能在HLI的发展过程中起到关键作用。然而，目前针对HLI的代谢重编程研究仍较为有限，主要集中在葡萄糖代谢的异常上。例如，有研究发现高氧会增强小鼠肺上皮细胞中的磷酸戊糖途径，同时降低糖酵解能力和储备。相反，另一项研究则指出，在高氧条件下，MLE-12细胞表现出明显的衰老现象，并伴随糖酵解的上调。尽管不同模型中糖酵解的变化方向存在差异，但调控代谢过程仍可能成为治疗HLI的新策略。已有研究表明，在糖尿病肾病中，代谢重编程会加重肾脏损伤，通过诱导氧化应激、促进炎症反应和加剧细胞凋亡等机制。基于这一背景，我们推测高氧诱导的肺代谢重编程可能通过类似的机制参与HLI的进展，因此，明确代谢重编程的路径对于开发更安全有效的治疗手段至关重要。

EPA作为ω-3多不饱和脂肪酸的核心成分，已被证实具有抗炎、抗氧化和线粒体保护等多种生物活性。多项研究指出，补充EPA能够降低慢性阻塞性肺疾病和哮喘患者体内的炎症标志物，如肿瘤坏死因子（TNF）-α和白细胞介素（IL）-6的水平，并减少急性加重的频率。在动物模型中，EPA的补充被证明能够减轻氧化应激，保护肺组织免受损伤。此外，一项临床试验显示，补充ω-3多不饱和脂肪酸显著提高了患有严重急性呼吸综合征冠状病毒2型（SARS-CoV-2）感染的危重患者存活率，并增强了与呼吸功能相关的生物标志物的表达。这些结果表明，EPA在肺部疾病治疗中具有重要价值。然而，目前尚无临床研究直接评估EPA对HLI的影响，因此，其是否能够缓解HLI以及具体的作用机制仍不清楚。

本研究通过细胞和动物实验，探讨了EPA是否能够调节糖酵解重编程，从而减轻HLI。同时，采用网络药理学方法，从系统层面分析了EPA的药理作用，并进一步揭示了其可能的分子机制。通过建立高氧暴露的BEAS-2B和MLE-12细胞模型，我们评估了EPA对细胞存活率、氧化应激、炎症反应和细胞凋亡的影响。实验结果表明，EPA能够显著改善高氧诱导的氧化应激、炎症反应、糖酵解重编程以及细胞凋亡。网络药理学分析提示，EPA可能通过调控MAPK/NF-κB信号通路发挥其保护作用。通过Western blotting和免疫荧光技术，我们进一步验证了EPA能够通过抑制p38 MAPK的磷酸化和减少NF-κB的核转位，从而减轻高氧诱导的细胞损伤。在动物模型中，EPA同样表现出对肺组织的保护作用，能够抑制p38 MAPK/NF-κB信号通路的激活，降低炎症反应，并改善代谢重编程，从而减轻高氧诱导的病理损伤。

综上所述，本研究证实了EPA在减轻HLI中的重要作用。其保护机制主要通过调控MAPK/NF-κB信号通路，进而减轻氧化应激、恢复线粒体功能、调节糖酵解重编程、抑制炎症反应和细胞凋亡。这些发现不仅揭示了EPA在HLI治疗中的潜在价值，还为其在临床中的应用提供了理论依据。未来的研究可以进一步探索EPA在不同HLI模型中的具体作用，并评估其在临床环境中的安全性和有效性，从而推动其在HLI管理中的实际应用。